基于数据流和网络编码的无线传感器网络数据聚合算法-论文.pdf

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1、第42卷第5期计算机科学Vo1．42No．52015年5月ComputerScienceMay2015基于数据流和网络编码的无线传感器网络数据聚合算法封慧英周良丁秋林(南京航空航天大学计算机科学与技术学院南京210016)摘要为了减少分簇的无线传感器网络(WSN)中数据包传输的数量，并使传感器网络的能量效率最大化，提出了一种节能的自适应数据聚合算法。在该算法中，源节点凭借其存储和计算能力，利用数据流技术减少数据包的传输量；当数据从源节点传输到簇头时，簇头根据控制信息选择一组节点作为编码节点，当数据相关性低于某闽值时，该组节点对数据包进行网络编码，若数据相关性高于某阈值，该组节点则会成为聚合节点

2、进行数据聚合，网络编码和数据聚合可以减少簇头冗余流量，提高能量效率。实验结果显示，使用该算法后，数据包交付率有所提高，能量消耗显著减少。关键词数据流，网络编码，无线传感器网络，数据聚合中图法分类号TP212文献标识码ADOI10．11896／j．issn．1002—137)(．2015．5．027DataStreamandNetworkCoding-basedDataAggregationAlgorithminWirelessSensorNetworksFENGHui-yingZHOULiangDINGQiu-lin(CollegeofComputerScienceandTechnology，

3、NamingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Naming210016，China)AbstractAnenergy-eficientadaptivedataaggregationalgorithmwasdevelopedtoreducethenumberofpacketstrans—mittedinclusteringwirelesssensornetworks(WSN)，whichalsomaximizestheefficiencyofthesensornetworksener—gY．Withtheabilityofstorageandcalcu

4、lation，thesourcenodesusethedatastreamtechnologywhensensingdatainthisalgorithm。which1eadstothereductionofdatatransmission．Whendataaretransmittedfromsourcenodetoclusterhead。asetofnodesareselectedasnetworkcodersbyclusterheadaccordingtothecontrolinformation．Ifthedatacor—relationvalueislowerthanaspecific

5、threshold，networkcodingwillbeperformedbythesenodesbetweenthepackets．However，thenetworkcodernodeswillactasaggregationpointsifdatacorrelationishigherthanthatthreshold．Net—workcodinganddataaggregationcanreducetheadditionalenergyconsumptioninclusterhead．Experimentalresultsshowthatthepacketdeliveryrateis

6、increasingandtheenergyconsumptionissignificantlydecreasingafterthealgo—rithmisimplemented．KeywordsDatastreams，Networkcoding，WSN，Dataaggregation数据流融合模型通过优化发送包大小来减少网络数据包的传1引言输量，但是没有充分考虑数据的空间相似性。HeinZelman等无线传感器网络由大量自治传感器节点以自组织的方式人提出的LEACH协议是一种低功耗自适应聚类路由算法，构建，并完成特定的任务。大多数WSN的能量是有限的，传其基本思想是将网络划分为不同的簇，引入

7、随机选择簇头和感器不能充电或更换。数据融合技术是针对WSN的高能耗轮换簇头以达到能量消耗均衡[2]。但是，LEACH协议没有提出的，可以减少大量不必要的网络监控数据传输。传统的考虑节点剩余能量的限制条件，并且存在簇头分布不均的问数据聚合技术可以减少数据相关性较高的传感器网络流量，题。ADUC算法是在分析LEACH优缺点的基础上，提出的但无法保证数据通信的可靠性。在稀疏型WSN中，节点之一种自适应均